Sujet Physique-Chimie — Terminale — Amérique du Nord — Bac 2023

Exercice 1 EXERCICE 1 : LE STREET - UNE PRATIQUE OLYMPIQUE (11 POINTS) Depuis les Jeux Olympiques de Tokyo en 2020, le skateboard est un sport olympique. Une épreuve de « street » se déroulera à l’occasion des Jeux Olympiques de Paris de 2024. Le street consiste en la réalisation de figures et d’enchaînements pendant une durée limitée sur un parcours reproduisant des éléments de rue, appelés modules, tels que des plans inclinés, des rails, des bancs… Image : © Paris 2024 On se propose dans cet exercice d’étudier quelques phases de mouvement simple réalisées par un skateboardeur lors de la pratique du street. Dans tout cet exercice, on appellera skateboardeur le système {skateboard + skateboardeur}. Ce système de masse m est indéformable et modélisé par un point matériel assimilé à son centre de masse G. Les études des différentes phases du mouvement sont effectuées dans le référentiel terrestre considéré galiléen. L’ensemble des phases étudiées est représenté ci-dessous sans souci d’échelle. z A z 𝑧 A Sens du mouvement v⃗⃗⃗ D β G 0 α 𝑘⃗ 0 𝑥 B C D 𝑖 Glisse sur plan incliné Glisse sur plan horizontal Saut par-dessus un obstacle Figure 1. Les différentes phases du mouvement Données : - masse du système {skateboardeur + skateboard} : m = 75,0 kg ; - intensité du champ de pesanteur : g = 9,81 m·s-2. A. Glisse sur plan incliné Le skateboardeur est à l’arrêt au point A en haut d’un module de plan incliné de longueur AB faisant un angle α avec le plan l’horizontal. Le skateboardeur s’élance sans vitesse initiale le long de la pente pour rejoindre le point B. Durant cette phase, on considère que les frottements de l’air sont négligeables et que les frottements des roues sur la piste sont modélisés par une force notée F⃗⃗ . 23-PYCJ1AN1 2/13 Exercice 1 Le script en langage de programmation Python ci-dessous permet de tracer les courbes représentatives des énergies du système en fonction du temps, le long du trajet AB. Script en langage de programmation Python : 1 import matplotlib.pyplot as plt 2 3 #Saisie des valeurs 4 5 6 7 8 #Calcul de E3 à partir de E1 et E2 9 E3=[] 10 for i in range(len(t)): 11 Ebis=E1[i]+E2[i] 12 E3.append(Ebis) 13 14 plt.axes() 15 plt.plot(t, E1, 'r+-') 16 plt.plot(t, E2, 'go-') 17 plt.plot(t, E3, 'bv-') 18 plt.xlabel('Temps (s)') 19 plt.ylabel('Énergies (J)') 20 plt.title('Évolution temporelle